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离散数学及其应用课件第1章第2-3节

(pq) (pq) T 该式是永真式
摩根律 交换律 排中律
19
例题
化简公式 (p q) (p q)
解 (pq)(pq)
p(qq) 分配律
pT
排中律
p
同一律
20
例题
对于图1.3.1所示的逻辑电路,可否用更简单的电路实现该逻
辑关系?
p
q
p
q
F
p q
解:F (pq)(pq)(pq)
(pq)q
3
命题公式的真值表
真值表: 命题公式在所有可能的赋值下的取值的列表 含n个变项的公式有2n个赋值 例 给出公式的真值表 (1) p(q r) (2) (pq)(pq) (3) ( pq)q
4
(1) p(qr)
pqr 000 001 010 011 100 101 110 111
例题(续)
r
qr
p(qr)
pq
p
q
F
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全功能联结词集
定义1.3.2 设G是一个联结词的集合,若任意一个命题公式都 可用G中的联结词构成的公式来表示,则称G为全功能联结词 集。如在G中去掉任何一个联结词,就不再具有这种特性,就 称其为最小全功能联结词集。 {、、},{、},{、},{、},{}和{}都是全 功能联结词集,而{、},{、},{、},{}和{}都 是最小全功能联结词集。
定义1.2.3 设A为一个命题公式 (1)若A在它的各种赋值下取值均为真,则称A为重言式或永真式。 (2)若A在它的各种赋值下取值均为假,则称A为矛盾式或永假式。 (3)若至少存在一种赋值使A的真值为真,则称A为可满足式。
例如 (1) p(qr) 为非重言式的可满足式 (2)(p q)( p q)为重言式 (3) (pq)q 为矛盾式
15
例题
例1.3.3 证明pqqp
解 pq pq
蕴涵等价式
(q) p qp
交换律和双重否定式 蕴涵等价式
条件命题: pq
否命题:pq
逆命题: qp
逆否命题:qp
条件命题和它的逆否命题等价
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例题
例1.3.4 利用命题的等价运算判断下列公式的类型。
(1)p(pq)
解 p(pq)p(pq) 蕴涵等价式
定义1.2.2 若命题公式A含有的全部命题变元为p1, p2, … , pn, 给p1, p2, … , pn指定一组真值,称为对A的一个解释或赋值。使 A的真值为真的赋值称为成真赋值,使A的真值为假的赋值称为 成假赋值。 说明 通常赋值与命题变元之间按下标或字母顺序对应, 即当
A的全部命题变元为p1, p2, … , pn时, 给A赋值12…n,是指 p1=1,p2=2,…,pn=n;当A的全部命题变元为p,q,r,…时, 给A赋值 123…是指p=1, q=2, r=3, …。
p q 和p q , p q和 p q,p (q r)和p (q r), pq和pq 都互为对偶式
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对偶式
设A(p1,p2,…pn) 和A*(p1,p2,…pn)互为对偶式,其中p1,p2,…pn是出 现在A和A*中的全部的命题变元,则
A(p1,p2,…pn) A*( p1,p2,…pn) A( p1,p2,…pn) A*(p1,p2,…pn) 定理1.3.1 设A和B为两个命题公式,A和A*,B和B*互为对偶式,若AB, 则A*B*。 证明 因为A(p1,p2,…pn) A*( p1,p2,…pn),B(p1,p2,…pn) B*( p1,p2,…pn),若A(p1,p2,…pn) B(p1,p2,…pn),则 A*( p1,p2,…pn) B*( p1,p2,…pn),即A*(p1, p2,…pn)B*( p1,p2,…pn),则A*(p1,p2,…pn)B*(p1, p2,…pn)。
000
0
0
001
0
0
010
0
0
011
0
0
100
0
0
101
1
1
110
1
1
111
1
1
所以有: p(qr)和(p q)(pr)等价 12
等价关系式
双重否定律 同一律 零元律 等幂律 交换律 结合律
pp p0p, p1p p11, p00 ppp, ppp pqqp, pqqp (pq)rp(qr)
德摩根律
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等价运算
置换规则 若公式G中的一部分A(包含G中几个连续的符号)是公式, 称A为G的子公式;用与A逻辑等价的公式B置换A不改变公式G的真值。
利用已知的等价关系式,将其中的子公式用和它等价的公式 置换可以推出其它一些等价关系式,这一过程称为命题的等价运算。 利用命题的等价运算,可以 •判断两个命题是否等价 •判断命题公式的类型 •命题公式的化简等。
(pq)rp(qr) (pq)pq
(pq)pq
吸收律
p(pq)p, p(pq)p
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基本等值式(续)
分配律
p(qr)(pq)(pr)
p(qr) (pq)(pr)
排中律
pp1
矛盾律 蕴涵等值式 等价等值式
pp0 pqpq pq(pq)(qp)
假言易位
pqqp
等价否定等值式 pqpq
归谬论
(pq)(pq) p
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
ห้องสมุดไป่ตู้
1
1
1
0
0
0
5
例题(续)
(2) (pq)(pq)
pq
pq
00
1
01
1
10
0
11
1
pq
0 1 1 1
(pq)(pq)
1 1 1 1
6
例题(续)
(3) (pq)q p q p
pq
(pq)
(pq) q
00 1
0
1
0
01 1
1
0
0
10 0
1
0
0
11 0
1
0
0
7
命题公式的分类
8
命题公式的分类
这三类公式之间有下面的关系: •公式A永真,则A永假,反之亦然。 •公式A是可满足的,当且仅当A不是永真式。 •公式A不是可满足的,则一定是永假式。 •公式A不是永假式,则一定是可满足的。
判断命题公式类型的方法:构造真值表
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1.3 命题演算的关系式
等价关系式 定义1.3.1 设A和B是两个命题(或命题公式),若AB是永 真式,命题A和B称为逻辑等价的,可记为AB。 说明:AB是永真式,表示命题公式A和B在所有的赋值下都 有相同的真值,也就是说命题公式A和B有相同的真值表。
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例题
求公式Ap (p (q q))的对偶式。 解 公式A的对偶式A*为:
A* p(p(qq)) 重言式A的对偶式A*是矛盾式
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1
命题公式
•一个含有命题变元的命题公式的真值是不确定的. •只有当公式中的所有命题变元被指定代表特定的命题时,命 题公式才成为命题,其真值才唯一确定。 例如,命题公式p q 若指定 p为“2是素数”,q为“3是奇数”
则p q为真命题 若指定 p为“2是素数”,q为“3是偶数”
则p q为假命题
2
公式的赋值
的电路就可以实现任何逻辑运算。
p
p
q
pq
q
pq
与非门
或非门
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例题
用只有一种与非门的逻辑电路实现F(pq)(pq)( pq)。 解: F (pq)(pq)(pq)
pq
(pq)
(pp) q
p
p
q
F
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对偶式
定义1.3.3 在仅含有联结词, , 的公式A中,将其中的 换成 , 换成 ,T(或1)换成F(或0),F(或0)换成T(或1), 其它符号不变得到的公式称为A的对偶式,记为A*。
可以用真值表判定两个命题是否等价。
10
例题
证明:p q和pq等价。
证 列出真值表
pq
pq
p
00
1
1
01
1
1
10
0
0
11
1
0
所以有: p q pq
pq 1 1 0 1
11
例题
证明p (qr )和(p q) (p r)逻辑等价
证 列出真值表
pqr
p (qr ) (p q) (p r)
1.2 命题公式及其分类
命题常元: 代表特定简单命题 命题变元: 代表任意命题,取值1(真)或0(假)的变量 定义1.2.1 命题公式(公式)的定义如下:
1.每一个命题常元或命题变元都是命题公式。 2.如果A是命题公式,则(A)是命题公式。 3.如果A和B都是命题公式,则(AB),(AB),(AB), (AB)都是命题公式。 4.一个由命题常元或命题变元、联结词和括号所组成的符号串 是命题公式,当且仅当这个符号串是有限次应用上面的步骤得 到的。
AAAAA BBBB ((AA((AABA)BB)B)B(B)AA()ABB)
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例题
证明:{},{}是最小全功能联结词集
证 : p (pp) pp
pq (pq) (pq) (pq)(pq)
得证{}是联结词完备集. 对于{}可类似证明.
只用一个或就可以实现联结词,,、、表示
的逻辑关系。在数字电子技术中,只用与非门或者或非门组成
p(pq)
摩根律
(pp)q
结合律
Fq
矛盾式
F
零元律
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